WC-Ni硬質皮膜の形成メカニズム解明および実用化に向けた各種検討

WC-Ni硬质镀层形成机理的阐明及实际应用的各种研究

基本信息

批准号：
22K04757
负责人：
大木基史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04757/
关键词：
WC-Ni硬質皮膜形成メカニズム高硬度耐摩耗性金型長寿命化

项目摘要

申請者のWC-Ni硬質皮膜に関する先行研究において既に実施済みのプロセス条件（結晶化熱処理：加熱温度650℃－保持時間10 / 30 /60分，ガス浸炭処理：加熱温度900℃－保持時間10分）の3種類において，「結晶化熱処理前（めっき施工後）」「結晶化熱処理後」「ガス浸炭後」各段階の試験片を作製した．また，WC-Ni硬質皮膜の成膜プロセスにおけるWC結晶およびNi-Fe固溶体母相の形成メカニズムを解明するためのTEM観察・分析を実施するにあたり，まずはTEM観察・分析用薄片試料作製のノウハウを蓄積する必要があるため，既存のWC-Ni硬質皮膜を用いて試験片切断→溶液処理による皮膜試料抽出（基材の溶解除去）→イオンミリングによる皮膜試料の薄片化，の一連の作業を試行し，薄片試料作製手順および作業条件の最適化を行った．これにより，WC-Ni硬質皮膜のTEM観察・分析用薄片試料作製手順をほぼ確立することができた．上記試行と並行して，当初2023~2024年度に実施予定だった「WC-Ni硬質皮膜を被覆した丸棒試験片を用いた連続打ち抜き試験」を，既存のWC-Ni硬質皮膜施工条件を適用して試行した．その結果，丸棒試験片エッジ部における顕著な皮膜損傷・摩耗が発生し，既存のWC-Ni硬質皮膜性能では研究目的である「金型長寿命化」が困難であることが明らかとなった．そこで，「厚膜化」「高硬度（高耐摩耗性）化」を達成するための皮膜施工条件の検討を行なった．その結果，既存のWC-Ni硬質皮膜より膜厚を増加させ，かつ表面硬度を向上させることが可能な皮膜施工条件の開発に成功した．

在三种类型的过程条件下制备结晶前的测试标本（电镀后），结晶后和煤炭化后的测试样品（结晶热处理：加热温度：加热温度：650°C-保留时间：10/30/60分钟：10/30/60分钟，煤气碳渗透剂治疗：加热温度：900°C - 保留时间：10分钟：10分钟）。此外，为了阐明在WC-NI硬涂层中形成WC晶体和Ni-Fe实心溶液矩阵的机理，有必要先累积专有技术来准备薄样本以进行TEM观察和分析。因此，尝试了一系列任务：使用现有的WC-NI硬涂层切割测试件，使用溶液处理（溶解底物的溶解去除底物）→通过离子铣削剥落膜样品，并优化了膜样品的剥落。这几乎可以建立该程序，以制备薄标本，以观察和分析WC-NI硬涂层。与上述试验并行，“使用涂有WC-NI硬涂层的圆条标本的顺序打孔”，该试验定于2023年至2024年之间进行，该试验采用现有的WC-NI硬涂层条件进行。结果，圆形条标本的边缘发生了巨大的膜损伤和磨损，据透露，现有的WC-NI硬涂层性能将很难“更长的霉菌寿命”，这是研究的目的。因此，我们研究了涂层应用的条件，以实现“较厚的膜”和“更高的硬度（耐磨性高）”。结果，与现有的WC-NI硬涂层相比，我们成功地开发了一种涂料施用条件，该涂层施用条件可以增加膜的厚度和表面硬度。